bridge calibration

معايرة الدوائر الجسرية: الضبط الدقيق لقياسات دقيقة في تطبيقات المُحولات

تشكل دوائر الجسر، وخاصة جسور ويتستون، العمود الفقري للعديد من تطبيقات المُحولات، مما يسمح لنا بقياس المتغيرات الفيزيائية مثل الضغط والإجهاد ودرجة الحرارة والإزاحة. تعتمد هذه الجسور على مبدأ موازنة المقاومات لإنتاج إشارة خرج تتناسب مع المتغير المقاس. ومع ذلك، فإن تحقيق قياسات دقيقة ومتسقة يتطلب معايرة دقيقة لدائرة الجسر. وتشمل هذه العملية ضبط الجسر للقضاء على أي انحرافات متأصلة وإقامة مراسلات مباشرة بين خرج الجسر والمتغير الفيزيائي المقاس.

الحاجة إلى معايرة الدوائر الجسرية

غالبًا ما تُظهر دوائر الجسر بعض العيوب أو الانحرافات الخفيفة، مما يؤدي إلى قياسات غير دقيقة. يمكن أن تنشأ هذه الانحرافات من عوامل مثل:

• تحمل المكونات: قد يكون للمقاومات المستخدمة في دائرة الجسر تحمل تصنيعي، مما يؤدي إلى اختلافات صغيرة في المقاومة.
• تأثيرات درجة الحرارة: يمكن أن تؤثر تقلبات درجة الحرارة على مقاومة مكونات الجسر، مما يؤدي إلى تحولات في خرج الجسر.
• عدم خطية المُحولات: تُظهر بعض المُحولات سلوكًا غير خطي، مما يعني أن تغيير مقاومتها لا يعكس بدقة المتغير المقاس.

لمواجهة هذه التحديات، فإن عملية المعايرة ضرورية. وتتضمن جانبين رئيسيين:

1. القضاء على الانحراف: إزالة الانحراف المتأصل الموجود في دائرة الجسر، لضمان خرج صفري عند إدخال صفري.
2. ضبط المكسب: إنشاء علاقة محددة بين خرج الجسر والمتغير الفيزيائي المقاس، مما يسمح بقراءات دقيقة عبر نطاق القياس الكامل.

تقنيات معايرة الدوائر الجسرية

يسلط النص الذي قدمته الضوء على تقنيتين شائعتين تُستخدم لمعايرة دوائر الجسر:

1. القضاء على الانحراف:

• دائرة مساعدة: يتم توصيل دائرة مساعدة موازية، تشمل مقاومتين ومقاومة متغيرة، عبر قطري مصدر طاقة الجسر. يتم ربط صنبور المقاومة المتغيرة بنفس عقدة الجسر التي يربط بها أحد طرفي جهاز الكشف (عادةً مقياس الجلفانومتر أو الفولتميتر).
• ضبط المقاومة المتغيرة: من خلال تحريك صنبور المقاومة المتغيرة، يمكننا ضبط الجهد عند عقدة الجسر، مما يُعوض بشكل فعال عن انحراف الجسر. وهذا يضمن أن يُظهر جهاز الكشف خرجًا صفريًا عند كون المتغير المقاس صفرًا.

2. ضبط المكسب:

• دائرة متسلسلة: يتم توصيل دائرة مساعدة متسلسلة، تتكون عادةً من مقاومة ثابتة ومقاومة متغيرة، بشكل متسلسل مع مصدر طاقة الجسر.
• التحكم في الجهد: يسمح ضبط المقاومة المتغيرة في هذه الدائرة بتغيير الجهد المطبق على الجسر. وتُنشئ هذه الخطوة المراسلات المطلوبة بين أقصى انحراف لجهاز الكشف وأقصى قيمة للمتغير الفيزيائي الذي صُمم لقياسه مقاومات الجسر.

ملخص:

تُعد معايرة الدوائر الجسرية أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق قياسات دقيقة في العديد من تطبيقات المُحولات. من خلال استخدام دوائر مساعدة وضبط دقيق للمكونات، يمكننا القضاء على الانحرافات وإقامة علاقة دقيقة بين خرج الجسر والمتغير الفيزيائي المقاس. تضمن هذه التقنيات قراءات موثوقة ودقيقة، مما يُمكّننا من تسخير قوة دوائر الجسر لمجموعة واسعة من المساعي العلمية والهندسية.